202797. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegek előállítására, vagy összetételük változtatására elektrokémiai úton
1 HU 202 797 B 2 Az elektrolízis közben az olvadékot a cirkozitból készült keverőkkel állandóan keverjük. Az áramlás az anódlól a katód felé irányul. A kiömlőnyíláson megjelenő üvegtermék időegység alatti mennyiségének, azaz kiömlési sebességének 5 megfelelő sebeséggel táplálunk kiindulási anyagot a cellába a betöltőnyíláson át A kapott termék összetétele: CaO 2,0 k2o 3,1 Fe203 0,1 PbO 16,4 100,0 Az 1 kg üveg előállításához, illetve átalakításához szükséges elektromos töltésmennyiség (a 0,8 átlagos áramhatásfok figyelembevételével): Si02 59,7 súly% Na20 28,7 10 177 IQ CaO 7,3 I / / . kg '3 * J j kg k2o 3,3 Fe2 03 0,05 3. példa FeO 0,35 A feladat a kék színű, Cr2 03 0,4 15 Si02 65,0 súly% Cr03 0,2 Na20 19,0 100,0 CaO 9,4 Az 1 kg üveg átalakításához szükséges elektromos k2 o 2,4 töltés (a 0,7 áramhatásfok tényező figyelembevételéai2 o3 2,0 vei): 20 CuO 2,0 (kék) Fe2 03 0,05 2.8AMj 0,78— MgO 0,15 * kg kg 100,0 összetételű üveget rubinvörös színű üveggé átalakítani A fenti eljárás azonos, akár kész üvegből, akár an-25 vagy a fenti összetételű kiindulási keverékből ilyet nak a kiindulási összetételnél leírt összetételű nyerskészíteni. anyag keverékéből indulunk ki. A feladatot úgy oldjuk meg, hogy a kék színű, illetve kék színt adó kupri-iont katódfolyamattal rubinvörös 2. példa színű kupro-ionná redukáljuk (főreakció). A reakció-Si02 52,3súly% 30 hoz inert, szilárd molibdén i elektródot választunk. Na20 33,4 Egyenrangú mellékreakcióként az üveg minőségét nem CaO 11,2 befolyásoló Al-bevitelt választjuk, amihez olvadt aluk2o 3,0 minium anódot használunk, amelynek fogyását folya-Fe203 0,1 matosan pótoljuk. 100,0 35 Az elektródfolyamatok tehát: összetételű kiindulási anyagból (keverék, vagy ilyen a katódon: Cu2+ + 0e—>Cu+ (redukció) összetételű üveg) ólomüveget állítunk elő. az anódon: A1-^A13+ + 30® (anyagbevitel). A feladat jellegének megfelelően mindkét elektródként olvadt fém ólmot, Pb-t alkalmazunk, és azonos katód- és anódfelületekkel, 5 A/cm2 áramsűrűséggel 40 dolgozunk. A feladatot úgy oldjuk meg, hogy az anódról ólomionokat elektrolizálunk az üvegbe (főreakció). A fogyó ólmot folyamatosan pótoljuk. Mellékreakcióként az üvegből Ca- és Na-ionokat választunk ki a katódon. 45 Ezek a fémionok, töltésüket leadva, az olvadt ólommal ötvöződnek. Az ugyancsak olvadt állapotú ólomötvözeteket folyamatosan elvezetjük. Az elektródfolyamatok tehát: az anódon: Pb—>PB2+ + 20e (anyagbevitel) 50 a katódon: Na+ + 0®—>Na(Pb) ötvözet (anyagkiválasztás) és: Ca2+ + 20e-*Ca(Pb) ötvözet (anyagkiválasztás). Az áramlás a katódtól az anód felé irányul. Az 1. példában ismertetett berendezésben és az ott 55 leírt eljárás szerint dolgozunk, az elektrolízist azonban 1600 °C-on folytatjuk le. A kapott termék összetétele: Si02 53,5súly% Na20 24,9 60 A már leírttal azonos berendezésben és a megelőző példákban ismertetett módon dolgozunk, azzal az eltéréssel, hogy az elektrolízis hőmérséklete 1600 °C, az anódon az áramerősség 2 A/cm2, a katódon pedig 8 A/cm2, amit a 4:1 anód/katód fclülelaránnyal érünk el. Az áramlás a katódtól az anód felé irányul. A kapott termék összetétele: Si02 46,6 súly% Na20 13,6 CaO 6,7 k2o 1,7 ai9o^ 29,9 CuO 0,05 Cu20 1,3 (vörös) F&2O3 0,05 MgO 0,1 100,0 Az 1 kg üveg átalakításához, illetve előállításához szükséges elektromos töltésmeunyiség (a 0,8 átlagos áramhatásfok figyelembevételével): 29,3 KA.s kg 8,2: Aó kg 8
